随着信息化技术的不断发展,借助计算机辅助数字化技术对文物的虚拟拼接方式也日益成为主流,相比于传统手工拼接方法,数字化虚拟拼接不仅更加高效,并且能够避免与文物的“亲密”接触从而造成二次破坏。对于因局部碎片缺失和断裂面受损所导致碎片特征提取不准确的问题,本文提出了两种文物碎片的拼接方法,并开发了文物碎片虚拟拼接系统对本文算法进行了验证,主要研究工作如下:（1）针对文物碎片拼接过程中存在因局部碎片缺失和纹饰几何特征受损导致断裂面特征提取不准确的问题,本文提出了一种基于Speeded-Up Robust Feature（SURF）特征描述符和Jaccard距离的文物碎片拼接方法。首先用三维Canny算子提取碎片边沿轮廓线以及模型表面纹饰线条,再通过构造多尺度空间来提取断裂面特征点。其次,针对以往构建特征描述符存在的高冗余和欧氏距离计算存在的高延时问题,本文提出构造低冗余的SURF特征描述符,再借助Jaccard距离来进行特征点的相似性比较,确定碎片最优邻接关系。最后采用Iterative Closest Point（ICP）算法计算得到旋转参数和平移参数,实现碎片较准确的拼接。实验结果表明,相比于已有方法,本文方法能有效地减少因碎片模型受损而造成的拼接缝隙过大、渗透等现象,拼合误差较小,高效地实现碎片拼接。（2）针对断裂面较厚的破损碎片,为了避免特征提取过程中会存在的特征点失真、丢失问题,本文提出了基于代价值边和几何约束的文物碎片拼接方法。首先对碎片做三角网格化处理,再提出融合代价值边和小根堆的方法简化网格。其次采用局部曲率阈值法提取断裂面的特征点,通过对邻域特征点间的几何参数差异化,构建能体现出其邻域信息的Fast Point Feature Histograms（FPFH）特征描述符。然后通过定义曼哈顿距离作为约束规则实现相似性粗匹配,并采用基于法向夹角的几何约束实现相似性细匹配。最后采用改进的Iterative Closest Point（ICP）算法求解变化参数,实现邻接碎片的拼接。实验表明在保证较精确拼接的同时,本文方法具有高稳定性、低冗余、高时效等特点。（3）设计并开发了一套文物碎片虚拟拼接系统,实验表明该系统可以较准确的实现邻接碎片的拼接,使得文物虚拟拼接的工作更加高效,为文物的数字化虚拟拼接技术有所推动和贡献。